[發明專利]一種針對混合能量供電分布式天線系統能量有效的功率分配方法

有效

• 申請號: 201710196214.4
• 申請日: 2017-03-29
• 公開（公告）號: CN107086885B
• 公開（公告）日: 2020-05-19
• 發明（設計）人: 朱鵬程;李佳珉;肖果平;尤肖虎
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: H04B7/0426
• 分類號: H04B7/0426;H04W52/18;H04W52/24;H04W52/26;H04W52/34;H04W52/42
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

1.一種針對混合能量供電分布式天線系統能量有效的功率分配方法，其特征在于：包括以下步驟：

S1：獲得系統用戶反饋的信道狀態信息以及天線單元采集的能量；

S2：建立混合能量供電分布式天線系統的功率消耗模型，并基于所述模型建立能量有效的功率分配優化問題；

其中，功率消耗模型如式(1)所示：

式(1)中，P_tot表示系統總的功率消耗，K表示用戶個數，M表示天線單元總數，η表示功率放大器的效率，P_dyn表示系統動態消耗的功率，P_sta表示系統靜態消耗的功率，P_fir表示RAU連接到中心處理器的光纖損耗，表示天線單元m分配用戶k的電網功率；

功率分配優化問題如式(2)所示：

式(2)中，表示天線單元m分配用戶k的電網功率，表示天線單元m分配用戶k采集能量的功率，φ表示系統能量效率，R_k表示第k個用戶的速率，表示天線單元m最大的發送功率，R_min表示滿足用戶QoS保障的最小速率，P_tot表示系統總的功率消耗，K表示用戶個數；

S3：通過Dinkelbach方法將步驟S2建立的優化問題轉化為等價的分式規劃問題；

S4：利用連續凸函數逼近方法，將步驟S3得到的分式規劃問題轉化為對應的幾何規劃問題，并初始化系統發送功率與能量效率φ，設置功率分配方法的收斂精度ξ，設置初始迭代次數i＝0,j＝0；

S5：計算連續凸函數逼近因子以及轉化為幾何規劃問題后的能效函數F_i(φ)；

S6：根據步驟S4得到的幾何規劃問題，通過迭代方法求解最優功率分配

S7：判斷功率分配方法的收斂精度是否小于收斂門限：如果小于，則進行步驟S8；否則，則返回步驟S6；

S8：將最優功率分配重新賦值給轉化為幾何規劃問題后的能效函數，判定能效函數是否小于設定門限值：如果小于，則繼續進行步驟S9；否則，則返回步驟S5；

S9：計算最優能效函數對應的功率分配。

2.根據權利要求1所述的針對混合能量供電分布式天線系統能量有效的功率分配方法，其特征在于：所述步驟S3中的分式規劃問題的目標函數F(φ)如式(3)所示：

式(3)中，φ表示系統能量效率，R_k表示第k個用戶的速率，K表示用戶個數，M表示天線單元總數，η表示功率放大器的效率，P_dyn表示系統動態消耗的功率，P_sta表示系統靜態消耗的功率，P_fir表示RAU連接到中心處理器的光纖損耗，表示天線單元m分配用戶k的電網功率。

3.根據權利要求1所述的針對混合能量供電分布式天線系統能量有效的功率分配方法，其特征在于：所述步驟S4中的幾何規劃問題如式(4)所示：

式(4)中，p_m,k表示天線單元m分配用戶k的總功率，p_m,i表示天線單元m分配用戶i的總功率，K表示用戶個數，M表示天線單元總數，h_m,k表示天線單元m與用戶k之間的信道響應，表示系統的加性高斯白噪聲，α_m,k與β_m,k均為連續凸函數逼近因子，表示天線單元m最大的發送功率，R_min表示滿足用戶QoS保障的最小速率要求，表示天線單元m分配用戶k采集能量的功率。

4.根據權利要求1所述的針對混合能量供電分布式天線系統能量有效的功率分配方法，其特征在于：所述步驟S5中的連續凸函數逼近因子如式(5)所示：

式(5)中，表示天線單元m在第i-1次迭代中分配給用戶k的功率，h_m,k表示天線單元m與用戶k之間的信道響應，M表示天線單元總數，K表示用戶個數。